1、0 文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .目錄第一章 設計題目及材料選擇 .21.1 設計題目.21.2 設計要求.21.3 主要零件的常用材料 .21.4 千斤頂結構示意圖 .2第二章 主要零件受力分析 . .3第三章 螺桿的設計計算 . .33.1 螺桿牙型選擇 . .33.2 按抗壓，扭強度計算螺紋直徑 . .33. 3 精確校核螺旋強度 .43.4 按耐磨性初步計算螺母高度 .43.5 穩(wěn)定性校核. .53.6 自鎖性校核 .5第四章 螺母的設計計算 . .64.1 根據螺旋的螺紋直徑

2、查的螺母大徑 . .64.2 校核螺紋牙強度 . .64.3 螺母凸緣強度校核 .74.4 螺母尺寸 7第五章 托杯的設計與計算 8第六章 手柄設計與計算 .86.1 力矩分析 . . . . .86.2 手柄直徑 dh. .96.3 手柄長度 Lp.9第七章 底座設計.9第八章 軸承選取10第一章 設計題目及材料選擇1.1 設計題目設計簡單千斤頂的螺桿和螺母級其他結構的主要尺寸。 起重量為 6.6（t 約 66000N ）， 起0 文檔來源為 :從網絡收集整理 .word 版本可編輯 .歡迎下載支持重高度為 180mm ，間歇工作，可用于比較狹窄的工作場合。文檔來源為：從網絡收集整理.wor

3、d 版本可編輯.歡迎下載支持1文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持1.2 設計要求螺旋千斤頂是用人力轉動手柄來舉升重物的機械，它應有以下幾個要求：能滿足將 5.5t 重物舉起 180mm 的功能，并能平穩(wěn)的下降且具有足夠的使 用壽命。在上升及下降過程中，可以停在任意位置而不自行下滑。人手推力不可以過大，防止人產生過度疲勞。千斤頂的支承面與重物之間不能有相對滑動，千斤頂與地面有足夠的接觸 面積。除以上要求外，還應保證工作可靠，操作安全，加工經濟等。1.3 主要零件的常用材料螺桿：45螺母：ZQS n10-1底座：HT150托杯：Q235手柄：A31.4 千斤頂結構示意圖

4、第二章主要零件受力分析圖 1 和圖 2 分別表示螺桿和螺母的受力情況。螺桿除受壓力Q 外，還受轉矩，即螺母的摩擦力矩 T1和推力軸承的摩擦力矩 T2。其中 T2由以下公式求得plT2F(1)2其中：卩一一滾動軸承的摩擦系數，對單向推力軸承卩=0.00130.0020d-軸承內徑， mmF-軸承負荷，對推力軸承是軸向負荷，N由圖可知，工作時，螺桿上的螺紋部分承受轉矩T1和壓力 Q 與螺母上相同第三章螺桿的設計計算3.1 螺桿牙型選擇考慮到螺旋千斤頂要求在上升及下降過程中，可以停在任意位置而不自行下滑 (即有自鎖能力)，又要使結構簡單，故采用滑動螺旋，并選用梯形螺紋，牙型角a=30。，梯形螺紋內外

5、螺紋以錐面相結合，不易松動，牙形可按照GB5796.1 86 的規(guī)定。3.2 按抗壓，扭強度計算螺紋直徑其中Qmax6.6 104N，安全系數 S=4,材料屈服極限s353MP則許用應力s353.s88.25MPaS4則小徑：d11.3 4Qmax1.3 4 6.6 104“-max-35.18mmY V88.25則按照梯形螺紋國家標準(GB784 -65)選用 T42X6-2。其大徑 d=42mm,螺距 t=6mm ,小徑 d 仁 35mm，中徑 d2=39mm，工作高度 h=3mm，螺紋高度 h1=3.5mm ,3=15,文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持2文檔

6、來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持查閱有關技術手冊知：螺桿退刀槽直徑d；d 7.8 42 7.8 34.2mm；退刀槽寬度 b 7.5mm3.3 精確校核螺旋強度螺桿工作時承受軸向壓力F和扭矩T 的作用。螺桿危險截面上既有壓縮應力；又有切應力。根據第四強度理論求出危險截面的計算應力ca，其強度條件為：其中：T 為螺桿所受的扭矩；A 為螺桿螺紋段的危險截面面積；WT為螺桿螺紋段的抗扭截面系數；d為螺桿材料的許用應力;因此滿足強度要求3.4 按耐磨性初步計算螺母高度滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關。其中最主要的是螺紋工作面上

7、的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過度磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性計算，主要是限制螺紋工作面上的壓應力p,使其小于材料的許用壓應力p。假設作用于螺桿的軸向力為Qmax( N ),螺紋的承壓面積(指螺紋工作表面投影到垂直 于軸向力的平面上的面積)為 A (mm2)，螺紋中徑為 d2( mm)，螺紋工作高度為 h(mm),螺紋螺距為 t (mm),螺母高度為 H (mm),螺紋工件圈數為u= h/t。則螺紋工作面上的耐磨性條件為：螺母材料：ZQS n10-1取螺母螺紋工作表面的許用壓力p=18MP則螺母的螺紋圈數為：umax9.98d2h p39 3 18取 u=10,符合螺母螺紋工作圈數不宜超過

8、10 圈的要求螺母高度： H ut=10 x 6=60mm螺旋升角arcta nd2arcta n6392.8摩擦系數 f=0.080.1，取 f=0.1f0 1當量摩擦角varcta n() arcta n coscos155.911則摩擦力矩:0.5Qmaxd2tan(v)0.5 6.6 10439 tan(2.85.911 )1.97 105N.mm因此合成應力:4Qmax21)216T1244 6.6 10)234.223(516 1.97 1034.23)284.0MPa文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持3文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.

9、歡迎下載支持3.5 穩(wěn)定性校核對于長徑比大的受壓螺桿，當軸向壓力Qmax大于某一臨界值時，螺桿就會突然發(fā)生側向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力Qmax必須小于臨界載荷Qcr，則螺桿的穩(wěn)定性條件為：式中：n螺桿穩(wěn)定性的計算安全系數；nst螺桿穩(wěn)定性安全系數，對于傳力螺旋（如起重螺桿等），nst=3.55.0;Qcr螺桿的臨界載荷；螺桿柔度：i卩為螺桿的長度系數，設計時取尸 2L 為螺桿的工作長度，等于螺母中部到托杯支承面的距離，初步作圖3.6 自鎖性校核螺旋升角0=2.8 當量摩擦角Pv=5.911 0+1校核結果：自鎖性可靠第四章螺母的設計計算4.1 根據螺桿的螺紋直徑

10、查的螺母大徑根據螺桿的螺紋直徑查得：螺母大徑d d+1=43mm螺母小徑 d1=d-6=36mm旋合間隙 c=h1-h=3.5-3=0.5mm 凸緣高度 a=H /3=60/3=20mm4.2 校核螺紋牙強度螺母失效形式有，螺紋牙磨損，牙根部彎曲折斷或者被剪切，螺母懸置部分被拉扭斷。螺紋牙剪切強度校核螺母材料：ZQSn10-1，其的許用剪切強度T=35MPa螺紋牙根厚度：b=0.65t=0.65 x 6=3.9mm剪切應力：Qmax一6.6 1012.53MPa i 為危險截面的慣性半徑,d；34.2i448.55mm2 2818.5565.7由于入仁 86,2=43.2。 。 。OOOOOO

11、OOO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O。材料力學第 303 頁則入2入 入1,所以要采用經驗公式cr則cra b4612.568 65.7292.3MPaQcrQmax2.68 10546.6 104.06，故滿足穩(wěn)定性要求。L=281mm文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持4文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持bdu3.9 43 10文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持5文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持

12、因此，螺紋牙根剪切強度校核安全b.螺紋牙根彎曲強度校核螺母材料：ZQSn10-1，其的許用彎曲強度 db=50MPa彎曲應力:式中：b 螺紋牙根部的厚度-Numbered_ce4f335d-d8d3-4970-ac11-0895adde1017-Numbered_a618727a-803e-48af-a5f7-ef79a7bd11c8-Number 43 39l彎曲力臂，I d d22mm-Numbered_ce4f335d-d8d3-4970-ac11-0895adde1017-Numbered_a618727a-803e-48af-a5f7-ef79a7bd11c8-Number 2因此螺

13、紋牙彎曲強度校核結果是安全的c.螺母體拉扭強度校核許用抗拉應力d=0.83db=Q.83X50=41.5MPa(1.21.3)Qmax評2d2)取 D=68mmD1=(1.31.4)D=(1.31.4) X68=88.495.2mm 取 D 仁 90mm4.3 螺母凸緣強度校核螺母凸緣失效形式：螺母凸緣支承表面被擠壓，凸緣根部彎曲或剪斷擠壓強度校核P=(1.51.7_db=(1.51.7)X50=7585MPa所以擠壓強度校核：安全剪切強度校核T=35MPa剪切強度校核：安全彎曲強度校核彎曲強度校核：安全4.4 螺母尺寸參照上面螺母剖面圖D1=90mm , D=68mm , a=20mm ,

14、H 60mm , d1=36mm,d 43mm第五章托杯的設計與計算托杯用來承托重物，選用用Q235 鋼模鍛制成。為了使其與重物接觸良好和防止與重物之間出現相對滑動，在托杯上表面制有切口的溝紋；為了防止托杯從螺桿端部脫落，在螺桿上端應裝有擋板。則彎曲應力:6QmaxIdb2u6 6.6 1042238.57MPa43 3.910b1.53 1.66Q maxd21.66.6 1043266.3mmV 41.5文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持6文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持其經驗設計結構尺寸見圖 5，具體設計計算尺寸如下：D10=10

15、4mm , D1仁 25mm , D12=D13-4=78-4=74mm , D14=52mm文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持7文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持當螺桿轉動時，托杯和重物都不作相對轉動，在設計千斤頂時，要在托杯下面安裝一個推力軸承。擠壓強度校核1P許用壓強，應取托杯與螺桿材料p的小者。則p = 55MPa故滿足擠壓強度要求。剪切強度校核T許用剪切強度,T=188MPa故滿足剪切強度要求第六章手柄設計與計算6.1 力矩分析手柄材料為 A3螺紋摩擦力矩1 .97105N .mm選用推力軸承：滾動軸承51305 GB/T301

16、-1995其內徑為d25mm，取口 =0.002T2T1，故 T2可以忽略不記則轉矩T T11.97 105N.mm6.2 手柄直徑 dh則T2max20.002T660001650N.mm文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持8文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持取dh26mm6.3 手柄長度 Lp防止人產生過度疲勞，人手推力不可以過大，一般取150200N，這里計算時取 175N則lp5T 1.97 105F 1751125.7mm，則取lp1130 mm手柄計算長度 lp是螺桿中心到人手施力點的距離,考慮螺桿頭部尺寸及工人握手距離,計算時手柄所受的最大轉矩M 近似等于 T , 手柄實際長度還應加上 D13+（ 50150） mm。手柄的實際尺寸I 1250mm，手柄實際長2度不應超過千斤頂，使用時手柄應可拆卸。第七章底座設計底座材料常用鑄鐵（HT150）（圖 6）,鑄件的壁厚3不應小于812mm，取為 10mm,1 : 10 的斜度。D6=D+ （510） mmH1D7=D6+5其中 L為千斤頂起重最大高度具體數值為：取許用彎曲應力2402120MPab得dh3 32M32d35332 1.97 10 V12025.6mm為了增加底座的穩(wěn)定性底部尺寸應大些，因此將其外形制成圖中